Для поддержания постоянного состава крови в организме необходимо удаление отработанных веществ (шлаков). В этом процессе принимают участие почки с мочевыделительной системой, кишечник, легкие и кожа. Структура почек человека оптимально приспособлена для удаления излишней жидкости, отделения вредных веществ и сохранения полезных компонентов крови.
Немного анатомии
Почка – это орган бобовидной формы, который находится по обе стороны от позвоночника, в зоне от третьего поясничного позвонка до двенадцатого грудного позвонка. Каждая почка весит примерно от 150 до 200 грамм. У почек есть верхние и нижние границы, которые называются “полюсами”. Верхние полюса находятся немного ближе к позвонкам по вертикали. Горизонтальный уровень правой почки находится на 2 сантиметра ниже, чем у левой почки.
Внутри почки образуется вогнутая поверхность, которая создает специальные “ворота”, через которые проходят следующие элементы:
- сосуд;
- нервные ветви.
Выходят:
- крупная вена;
- мочевой проток;
- лимфатический канал.
Внешняя оболочка почки состоит из плотной капсулы из фиброзной ткани, за которой находится жировая прослойка и фасция. Фасция соединяется по внешнему краю двумя листками. Она выполняет роль защитной чешуи, подобной той, которая есть у почек растений. Кроме того, фасция прикрепляет почку к брюшной стенке и обеспечивает фиксацию сосудов и нервов внутри органа.
При взгляде на разрез, мы можем увидеть основную структуру органа. Почечная паренхима, состоящая из двух слоев, играет важную роль в его функционировании:
- внешний, с более темным оттенком – корковый;
- внутренний, с ярким светлым цветом – мозговой.
В процессе этого явления, вещество коры внедряется в соприкасающуюся ткань. Эти участки называются “столбами”, а между ними образуются почечные пирамидки из мозгового слоя. Каждая пирамидка имеет сосочек с мелкими отверстиями в узкой части, который связан с начальной структурой выведения мочи – почечной чашечкой.
Мелкие чашечки (до 10 по числу) сливаются в более крупные (4-5) и переходят в лоханку, объемное образование ближайшее к воротам, из которого выходит мочеточник
Из этого места моча перемещается в нижние органы мочевыделения: мочевой пузырь и уретральный канал.
Расположение почек
Уникальный раздел – топографическая анатомия – определяет местоположение органов относительно окружающих структур, мышц, сосудов, костей, нервных ветвей. Можно сказать, что это своего рода трехмерное изображение.
Знание соотношения почек с соседними органами является особенно важным для оперирующих хирургов-урологов. Эти специалисты отвечают за безопасность пациента и применяют бережный подход к измененному органу, стремясь минимизировать травматичность процедуры.
Почки находятся за пределами брюшной полости, но имеют контакт с ней с передней и задней стороны. Справа от почки располагаются:
- Печень – это орган, который выполняет множество важных функций в организме. Она помогает в пищеварении, обрабатывает и хранит питательные вещества, а также удаляет токсины из крови.
- Двенадцатиперстная и ободочная кишка – это части пищеварительной системы, которые играют ключевую роль в процессе переваривания пищи. Они помогают разложить пищу на микроэлементы, которые могут быть усвоены организмом.
Перед левой почкой находятся:
- Желудок – орган пищеварительной системы, который выполняет функцию хранения и переваривания пищи.
- Поджелудочная железа – важный орган, который вырабатывает ферменты и гормоны, необходимые для правильного пищеварения.
- Селезенка – орган, который играет роль в иммунной системе и участвует в образовании крови.
- Часть тонкого кишечника – секция пищеварительного тракта, где происходит основное поглощение питательных веществ.
- Нисходящий отдел поперечноободочной кишки – участок кишечника, который отвечает за дальнейшую переработку пищи и всасывание воды.
Надпочечники, которые находятся близко к верхним полюсам, окружены жировой тканью. Выше расположены плотные диафрагмальные мышцы, которые разделяют брюшную и грудную полости. За почками брюшная стенка поддерживается крупными спинными мышцами, такими как поясничная и квадратная.
Кровоснабжение
Поставка крови в почки осуществляется через артериальное кровообращение, которое начинается от брюшного отдела аорты. В течение 4-5 минут вся кровь организма человека проходит через почечную артерию. От нее отходят почечные артерии, которые направляются к обоим почкам.
После этого они разветвляются на сеть веток:
- Первый ряд сосудов разделяется на пять сегментов.
- Второй ряд представлен артериями, расположенными между долями.
- Третий ряд состоит из ветвей, имеющих форму дуги.
- Четвертый ряд состоит из артерий, расположенных между дольками.
Междольковые артериолы являются по сути приносящими составляющими капиллярной сети клубочков.
После объединения, сосуды, которые выносят кровь, формируют венулы. В корковом слое почки у человека находятся звездчатые вены. Они собирают кровь из мозгового вещества и переносят ее в междольковые сосуды, а затем в дугообразные вены, которые имеют такое же название, как и артерии. Кровоток затем направляется в почечную вену и впадает в нижнюю полую вену. В корковом слое почки, по сравнению с мозговым веществом, протекает 20-40 раз больше артериальной крови.
Лимфатические сосуды исходят из почечных ворот и направляются в близлежащие лимфатические узлы:
- почечные;
- ретрокавальные (названы так, потому что расположены позади полой вены);
- преаортальные (расположены перед брюшной аортой);
- парааортальные (находятся вдоль сосуда).
Особенности иннервации
Ренальное сплетение формируется почечными нервами, которые получают информацию из центральных отделов через ветви блуждающего нерва и околопозвоночные узлы. В тканях находится множество рецепторов, которые при раздражении передают импульсы по афферентным волокнам в спинной мозг. Эти волокна проходят вместе с симпатическими чревными нервами.
Эфферентные волокна, которые движутся в обратном направлении, идут вместе с ветвями нервов симпатической и парасимпатической системы:
- Иннервация, отвечающая за симпатическую активность, происходит от нейронов, которые находятся в боковых рогах спинного мозга, в нижних грудных и верхних поясничных сегментах.
- Парасимпатическая иннервация, хотя и менее значимая, осуществляется через ветви блуждающих нервов и общего тазового сплетения.
Иннервация нефронов переплетена с нервными окончаниями артериол, капиллярных клубочков, венул
В клетках юкстагломерулярной зоны имеется обширная сеть нервных волокон, которая развита в полной мере.
Микроструктура почки
Нефроны, структурные единицы почки, играют важную роль в процессе вывода шлаков через мочу. В каждой почке насчитывается около миллиона таких образований. Если работоспособность некоторых нефронов снижается, остальные принимают на себя дополнительную функциональную нагрузку. Именно поэтому патология почек может протекать незаметно и без симптомов.
2/3 нефронов лежат в корковом слое, 1/3 на границе коркового и мозгового, называемого юкстагломерулярной зоной.
Каждый элемент нефрона включает в себя:
- клубочков кровеносных сосудов, где кровь поступает из артерий, которые приводят ее;
- тонкой мембраны, которая находится в основании;
- двухлепестковой оболочки с полостью внутри, которая окружает клубочки (известная как Шумлянского-Боумена);
- системы канальцев (прямых и извитых), которые сопровождаются отводящими артериями.
Подсчитано, что общая длина всех канальцев почки доходит до 100 км
Собирательные трубочки для соединения нефронов с малыми чашечками гистологи не относят к структуре нефрона.
Базальная мембрана, расположенная снаружи капиллярной стенки, покрыта особыми клетками, которые называются «подоцитами». У этих клеток есть характерные выступы и пространства между ними, называемые лакунами. Внутри сосуда находятся клетки эндотелия, которые образуют небольшие просветы между собой, известные как «щели». Это уникальное строение напоминает губку и играет важную роль в фильтрации воды из плазмы.
Как работают нефроны?
Нефрон, в качестве основной структурно-функциональной единицы почки, получает кровь из почечной артерии под высоким давлением и с высокой концентрацией растворенных веществ. Внутри клубочка эти показатели значительно ниже. Благодаря этому различию происходит перемещение жидкости и молекул малого и среднего размера через базальную мембрану, состоящую из эндотелиальных клеток сосудов и почечного эпителия.
В процессе, прошедшем, жидкость, которая препятствует проникновению, собирается между листками капсулы. Эта жидкость известна как первичная моча. Она содержит не только воду, но и:
- Вещества, содержащие азот (например, мочевина и креатинин);
- Соли, которые растворены в жидкости;
- Различные отходы и ненужные вещества;
- Сахар, который является источником энергии;
- Компоненты, из которых состоят аминокислоты;
- Вещества, необходимые для нормального функционирования организма, такие как витамины;
- Молекулы маленького размера, которые выполняют различные функции.
Из-за своих больших размеров белки не могут проникнуть через базальную мембрану в нормальных условиях. Однако, происходит обратный процесс всасывания в канальцевом аппарате. Подвергаются реабсорбции следующие вещества:
- больше количество воды;
- аминокислотные соединения;
- глюкоза;
- микроэлементы;
- витаминные вещества;
- электролитические соединения.
Первоначальная моча перемещается через канальцы, в которых эпителий почек обладает уникальной способностью определить полезность и оптимальную концентрацию растворенных веществ для организма. Именно эти клетки могут удалить из плазмы избыточное количество глюкозы, мочевины и изменить баланс электролитов, избавляясь от кислотных или щелочных компонентов.
Эпителий канальцев состоит из кубических (помечены цифрой 2) и цилиндрических клеток (под цифрой 3), часть которых имеют «щеточки» на поверхности
Эти структуры являются маленькими выступами, которые позволяют увеличить поверхность контакта с первичной мочой с 6 м2 до 50 м2. Клетки кишечной стенки обладают аналогичным механизмом.
Нужные вещества возвращаются в кровоток без затрат энергии на синтез или транспортировку. Эпителиальные клетки перебрасывают их в окружающие канальцы сосуды за счет осмотического давления.
Собирательные трубочки направляют вторичную мочу и выводят ее через отверстия пирамидальных сосочков (12-15 на каждой вершине). Таким образом, моча достигает чашечек, откуда она поступает в лоханку и затем в мочеточник.
Значение почек в деятельности организма
Функционирование почек тесно связано с работой всего организма и каждого отдельного органа. В общей сложности до 10% энергии тратится на процесс образования мочи и удаление вредных веществ.
Здоровые почки играют важную роль в обеспечении нашего организма энергией. Они используют собственные клетки для синтеза энергии из глюкозы и витаминов, при этом требуется наличие кислорода. По своей массе, обе почки составляют всего около 0,5% от общего веса нашего тела. Однако, по расходу кислорода, они занимают целых 9%. Интересно, что корковый слой почек потребляет больше кислорода, чем мозговой слой.
Изучение процессов повреждения ткани почек в условиях недостатка кислорода (гипоксии) показало, насколько уязвим этот орган к любым нарушениям кровоснабжения. Недостаток кровотока из-за тромбоза или атеросклеротических изменений главной артерии приводит к потере нормальной функции структур почек.
Придавая большое значение процессу образования мочи, необходимо помнить о важности почек в поддержании кислотно-щелочного баланса крови. Ведь только при оптимальной внутренней среде происходит правильный обмен веществ.
Эпителиальные клетки канальцев выполняют данную задачу, проявляя следующие способности:
- Изучать состав жидкости, которая достигла;
- Обнаруживать изменения в химическом составе и реакциях.
Балансировка происходит путем накопления или выведения водорода, ионов натрия и калия, аммиачных соединений. Когда щелочные остатки выводятся в мочу, реакция крови становится ближе к кислой, и наоборот. Задержка электролитов также связана с недостаточным поступлением из пищи.
Почки выполняют ряд важных функций, которые включают:
- Устранение из организма остаточных веществ, ненужных продуктов обмена веществ клеток, метаболитов;
- Избавление от внешних веществ, которые имеют антигенные свойства;
- Поддержание необходимой концентрации биологически важных компонентов в пределах текущих потребностей;
- Регулирование содержания электролитов, воды и солей как внутри, так и вне клеток;
- Поддержание оптимального кислотно-щелочного баланса для обеспечения всех видов обмена веществ.
Моча – результат работы почек
Как регулируется деятельность почек?
Функция почек в организме включает в себя не только фильтрацию крови и выведение отходов, но и выработку специальных веществ, которые имеют сходство с гормонами. Эти вещества играют важную роль в регуляции работы других органов и систем.
Ренин является ферментом, который разрушает белки. Он производится в клетках почечных клубочков, которые находятся в юкстагломерулярной зоне. После этого ренин попадает в кровь и лимфу. Хотя ренин не является гормоном, так как у него нет целевых клеток, он помогает вырабатывать настоящий гормон – ангиотензин II.
Он выполняет следующие функции:
- сужение артериальных сосудов;
- увеличение артериального давления (особенно в сосудах внутренних органов и кожи);
- усиление процесса реабсорбции в канальцах ионов натрия.
Клетки продолговатого мозга, принадлежащие к гипоталамусу, обладают другими способами регуляции. Они производят гормон вазопрессин (антидиуретический), который накапливается в задней доле гипофиза. Когда вазопрессин попадает в почечную ткань, он значительно усиливает реабсорбцию воды в извитых канальцах. Такой механизм срабатывает при больших потерях воды в жаркую погоду, при кровотечении или рвотных массах.
Действие вазопрессина сопровождается уменьшением объема вторичной мочи, задержкой воды в организме
Альдостерон, который производится в надпочечниках, также является регулятором. Он способен изменять процесс реабсорбции в канальцах, усиливая задержку натрия и выведение калия.
Роль нервной системы заключается в следующем:
- уменьшении диаметра почечных сосудов и снижении скорости фильтрации под воздействием нервных импульсов, которые контролируются симпатической нервной системой;
- увеличении кровотока при стимуляции парасимпатических нервов.
Особенности работы почек у детей
После рождения происходит процесс развития структур, которые необходимы для выполнения всех функций почек. Этот процесс еще не завершен, хотя количество нефронов уже соответствует взрослому организму. Морфологически, структура почек у детей полностью сформируется и начнет функционировать к 3-6 годам.
Эпителий базальной мембраны клубочков представлен исключительно высокими цилиндрическими клетками. Пока что нет кубических клеток. В результате этого происходит существенное сокращение поверхности фильтрации, а также увеличение сопротивления.
В грудном возрасте канальцевый аппарат характеризуется наличием узких и коротких образований. Эпителий в этом периоде еще не способен выполнять функцию выделения из организма лишней воды.
Количество вырабатываемой мочи растет с возрастом от 750 мл у годовалого малыша, до 1,5 л в 10 лет.
В детском возрасте организм имеет ограниченную способность выделять отработанные вещества. Функция регулирования альдостерона и антидиуретического гормона снижена. Эпителий канальцев не реагирует на появление этих веществ.
Эффективность работы почек зависит от способа кормления грудного ребенка:
- У младенцев, питающихся грудным молоком, процесс реабсорбции практически не требуется, поскольку все вещества, получаемые с молоком, полностью усваиваются;
- У детей, кормящихся искусственными смесями, необходимо поддерживать кислотно-щелочной баланс, так как чужеродные белки в питательных смесях приводят к закислению крови и требуют очистки от шлаков.
У детей наблюдается недостаточная секреция щелочных и кислотных компонентов мочи канальцевым эпителием. Это приводит к серьезному дефициту, который проявляется в склонности к повышенному образованию солей. В моче ребенка быстро появляются аморфные фосфаты и оксалаты.
Из-за того, что кислых веществ выделяется в два раза меньше, чем щелочных, организм детей часто реагирует на различные заболевания ацидозом. Если рацион состоит преимущественно из белковых продуктов, то это только увеличивает вероятность такой реакции.
Изучение анатомии и функций почек позволяет сравнивать работу здорового и измененного органа, подбирать препараты, которые помогут поддерживать естественные процессы. Разработка метода гемодиализа, который спасает множество пациентов, основана на имитации работы почечного фильтра.
Частые вопросы
Какова функция почек у человека?
Почки у человека выполняют ряд важных функций, включая фильтрацию крови, регуляцию уровня жидкости и электролитов в организме, выведение отходов и токсинов, а также участие в производстве гормонов.
Какие проблемы могут возникнуть с почками у человека?
У человека могут возникать различные проблемы с почками, включая инфекции, камни, опухоли, воспалительные заболевания и нарушение их функций. Эти проблемы могут привести к развитию хронической почечной недостаточности и требовать медицинского вмешательства.
Как поддерживать здоровье почек у человека?
Для поддержания здоровья почек рекомендуется пить достаточное количество воды, следить за уровнем артериального давления, умеренно употреблять соль, не курить, не употреблять алкоголь в больших количествах, правильно питаться и регулярно заниматься физической активностью. Также важно следить за уровнем сахара в крови и принимать меры для предотвращения инфекций мочевыводящих путей.
Полезные советы
СОВЕТ №1
Поддерживайте здоровый образ жизни, чтобы предотвратить проблемы с почками. Это включает в себя регулярные физические упражнения, употребление достаточного количества воды, сбалансированное питание и отказ от курения.
СОВЕТ №2
Следите за своим артериальным давлением и уровнем сахара в крови. Высокое артериальное давление и диабет могут негативно влиять на работу почек. Регулярно измеряйте показатели и при необходимости обратитесь к врачу.
СОВЕТ №3
Ограничьте потребление соли и употребление алкоголя. Избыток соли может увеличить артериальное давление и негативно сказаться на почках. Умеренное употребление алкоголя также важно для поддержания здоровья почек.